L. B. Okun Elementar bóleksheler

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

13 
II bap 
 
GRAVITACIYa. ELEKTRODINAMIKA 
 
Gravitaciya. Kvantlıq elektrodinamika (KED). Feynman diagrammalarınıń tili. Vakuumnıń 
polyarizaciyası 
 
Gravitaciya 
Nyuton tárepinen bunnan úsh ásir burın dóretilgen gravitaciyalıq óz-ara tásirlesiwdiń 
relyativistlik emes teoriyası házirgi zamanlardaǵı túsinikler boyınsha eń ertedegi fizikalıq 
teoriyalardıń biri bolıp tabıladı. Massaları 𝑚
1
hám 𝑚
2
bolǵan eki dene arasındaǵı universallıq 
alıstan tásirlesiw ondaǵı −𝐺
𝑁
𝑚
1
𝑚
2
/𝑟 potencialı menen táriyiplenedi. Bul ańlatpada 𝐺
𝑁
arqalı 
san shaması 𝐺
𝑁
≈ 6,67 · 10
−8
sm
3
g
-1
c
-2
shamasına teń. 
Gravitaciyanıń relyativistlik teoriyası — ulıwmalıq salıstırmalıq teoriyası (UST) — Eynshteyn 
tárepinen óz-ara tásirlesiwdiń lokallıq túrlendiriwler dep atalatuǵın túrlendiriwlerge qarata 
invariant bolıw talabı ideyasınıń tiykarında dóretildi. UST jaǵdayında bul hár qıylı dúnyalıq 
noqatlarda hár qıylı bolatuǵın tórt ólshemli kooordinatalardıń ıqtıyarlı túrdegi túrlendiriwlerine 
qarata teńlemelerdiń invariantlıǵına sáykes keledi. Eynshteyn ulıwma koordinatalıq invariantlıq 
principin basshılıqqa alıp UST daǵı hárekettiń túrin taptı. 
UST óziniń ishine nyutonlıq teoriyanı da qamtıp aldı hám jańa bir qatar áhmiyetli bolǵan 
effektlerdi boljadı hám sanlıq jaqtan táriyipledi: jaqtılıqtıń hám radiotolqınlardıń nurınıń 
(Quyashtıń) gravitaciyalıq maydandaǵı burılıwın, Merkuriydiń perigeliyiniń precessiyasın, 
gravitaciyalıq tolqınlardı hám qara qurdımlardı. Álemniń fridmanlıq keńeyiwin hám dáslepki 
Úlken partlanıwdı óz ishine alatuǵın házirgi zaman kosmologiyasındaǵı UST nıń tutqan ornı ullı. 
Tilekke qarsı, gravitaciyanıń kvantlıq teoriyası usı waqıtlarǵa shekem dóretilgen joq. Bul 
jaǵday tiykarınan eki sebep penen baylanıslı. Birinshi sebep ayırım elementar bóleksheler 
arasındaǵı gravitaciyalıq óz-ara tásirlesiwdiń laboratoriyalıq sharayatlarda júdá kishi bolatuǵınlıǵı 
hám sonlıqtan házirgi zaman eksperimentallıq izertlewlerde bunday tásirlesiwdiń 
sezilmeytuǵınlıǵı menen baylanıslı. Nyuton potencialınıń 1 sm den kishi qashıqlıqlarda tekserilip 
kórilmegenligin aytıwdıń ózi jetkilikli. Gravitaciyalıq óz-ara tásirlesiwdiń júdá ázzi bolǵanlıǵı 
sebepli usı waqıtlarǵa shekem gravitaciyalıq tolqınlar tabılǵan joq
4
, al gravitaciyalıq maydannıń 
ayırım kvantları bolǵan gravitonlardıń tabılıwı aldımızdaǵı ásirle de sheshilmeytuǵın máseledey 
bolıp kórinedi. 
Gravitaciyanıń kvantlıq teoriyasınıń usı kúnlerge shekem ashılmaǵanlıǵınıń ekinshi sebebi 
onıń belgili bolǵan fizikalıq teoriyalardıń ishindegi eń quramalı teoriya ekenligi menen baylanıslı. 
Bul kvantlıq relyativistlik teoriyanıń quramalılıǵınıń usı teoriya tárepinen táriyiplenetuǵın 
bólekshelerdiń spininiń úlkeyiwi menen keskin túrde quramalasatuǵınlıǵı menen baylanıslı. 
Gravitonnıń spininiń 2 ge teń bolıwınıń saldarınan gravitonlar menen almasıwdıń saldarınan 
júzege keletuǵın gravitaciyalıq óz-ara tásirlesiw energiyanıń ósiwi menen úlkeyedi hám 𝑚
𝑃
𝑐
2
shamasındaǵı energiyalarda kúshli boladı. Bul ańlatpada 𝑚
𝑃
arqalı Plank massası dep atalatuǵın 
massa belgilengen: 
𝑚
𝑃
= √ℏ𝑐/𝐺
𝑁
≈ 1,22 · 10
19
𝐺𝑒𝑉 · 𝑠
−2
. 
Eki yamasa onnan da kóp bolǵan graviton almasıwdı esaplawǵa tırısıwlar mániske iye 
bolmaǵan sheksiz nátiyjelerge alıp keledi (tarqalıwshı integrallarǵa). 
Juwmaqlap aytqanda, gravitaciyalıq tásirlesiwdiń kvantlıq teoriyasın dúziwdiń sáti túsken joq 
dep aytıwǵa boladı. Sebebi bul tásirlesiw júdá ázzi (biziń alıwımız múmkin bolǵan energiyalarda) 
4
Gravitaciyalıq tolqınlar 2015-jılı sentyabr ayında eksperimentlerde ashıldı (Awdarıwshı). 

---

14 
hám júdá kúshli (𝑚
𝑃
𝑐
2
shaması menen barabar energiyalarda). 
Al, Plank massasına keletuǵın bolsaq (biz tómende kóremiz), onda onıń barlıq fundamentallıq 
fizikanıń masshtabın anıqlawı múmkin dep boljaymız.